DE622114C - Anordnung zur Pruefung der Betriebsfaehigkeit einer wiedereinzuschaltenden Wechselstromleitung - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
21. NOVEMBER 1935

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21c GRUPPE 68so

Wechselstromleitung

Patentiert im Deutschen Reiche vom 25. März 1931 ab

Es sind Anordnungen bekanntgeworden, welche nach einem Fehler auf der Leitung and nach Fallen des Leitungsschalters selbsttätig nachprüfen, ob der Fehler auf der Leitung noch besteht oder verschwunden ist. Zu diesem Zweck wird eine Leitung durch einen Hilfsschalter über einen sogenannten Prüfwiderstand an Spannung gelegt, wobei durch ein Relais überwacht wird, ob die entstehende Stromstärke innerhalb normaler Grenzen bleibt oder nicht.

An Stelle der Überwachung· der sich, bei der Prüfung ergebenden Stromstärke wird erfindungsgemäß, nachdem zwecks Prüfung der Leitung eine Prüfspannungsquelle über einen Strombegrenzungswiderstand an die Leitung angeschlossen ist, wobei Widerstandsrelais in die Prüfeinrichtung eingebaut sind, welche den Leitungsscheinwiderstand oder eine Komponente dieses Widerstandes messen, zur Erfassung der am Anfang der abgeschalteten Leitung liegenden Spannung dem Spannungskreis des Widerstandsrelais einerseits die Spannung der den Prüfstrom liefernden Stromquelle und anderseits der Spannungsabfall im Strombegrenzungswiderstand zugeführt.

Für die Strommessung können vorhandene Stromwandler benutzt werden, für die Spannungsmessung braucht man dann keine besonderen Spannungswandler anzuwenden, weil die am Anfang der Leitung herrschende Spannung durch Zusammensetzung zweier Einzelspannungen ermittelt wird.

Es empfiehlt sich, um die Messung des Leitungswiderstandes durch den Prüfwiderstand nicht zu beeinträchtigen, einen solchen Strombegrenzungswiderstand zu nehmen, welcher annähernd den gleichen Phasenwinkel hat wie die zu prüfende Strecke. Sofern es sich um Freileitungen handelt, wird man also einen Strombegrenzungswiderstand mit überwiegend induktivem Charakter wählen, bei Kabelanlagen dagegen einen Ohmschen Strombegrenzungswiderstand.

Da der Prüfstrom bei kurzgeschlossener Leitung nicht die volle Stärke des betriebsmäßigen Kurzschlußstromes annimmt, empfiehlt es sich, an Stelle der normalen Stromwandler solche für geringere Primärströme zu nehmen, die zweckmäßigerweise in dem Abzweig mit dem Strombegrenzungswiderstand liegen ,und erst nach Öffnung des Leitungsschalters und Einschaltung des Hilfs-

*) Von dem Patent sucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr.-Ing. Dr.-Ing. e. h. Reinhold Rüdenberg in Berlin-Grunewald.

schalters erregt werden. Die Verwendung besonderer Wandler macht es möglich, ohne Nachteile für die Meßgenauigkeit Strom und Spannung für die Prüfung der Leitung bis auf einige Prozente ihrer Nennwerte herabzusetzen. Hierbei zeigt sich, daß die Verwendung von Widerstandsrelais auch deshalb vorteilhaft ist, weil diese Relais unabhängig von der ,verwendeten Prüf spannung sind. ίο Durch die Abbildungen wird die Erfindung erläutert.

In Fig. ι bedeutet ι eine Sammelschiene, von welcher über ein Verbindungsstück 2 und einen Schalter 3 eine Strecke 4 gespeist wird. Am Ende der Strecke 4 ist bei 5 ein Ver-' braucher angenommen. Nach einem Kurzschluß an der Stelle 6 ist der Schalter 3, wie gezeichnet, geöffnet worden. Dieser Schalter kann aber durch einen Hilfsschalter 7 und einen Strombegrenzungswiderstand 8 versuchsweise überbrückt werden, bevor er selbst wieder geschlossen wird. Dabei ergibt sich bei einer bestimmten Spannung ein bestimmter Strom über das Leitungsstück 2, den Prüfschalter 7, den Strombegrenzungswiderstand 8 zur Leitung 4. Durch den Strom wird unter Zwischenschaltung eines Stromwandlers 9 die Stromspule eines Impedanzrelais 10 erregt. Dem Spannungspfad des Impedanzrelais werden erfindungsgemäß zwei Spannungen aufgedrückt, nämlich einerseits die Spannung der Sammelschienenanlage .1 mittels des Spannungswandlers 12 und anderseits mittels eines Hilf swandlers 13, der gegebenenfalls auch fehlen kann, eine dem Spannungsabfall im Strombegrenzungswiderstand 8 entsprechende Spannung. Aus diesen beiden Spannungen ergibt sich die am Anfang der Strecke" ~4<-herrschende Prüfspannung. Der Spannungswandler 13 ist bei dieser Anordnung für eine wesentlich kleinere Spannung bemessen als der Spannungswandler 12. An Stelle des Stromwandlers 9 in der Leitung 2 kann auch ein Stromwandler in dem Abzweig, ♦5 der von der Leitung 2 über den Prüf schalter 7 führt, treten, welcher für entsprechend kleinere Primärstromstärke bemessen ist. Die Genauigkeit der Meßanordnung ist dann selbst bei Verwendung kleiner Prüfspannungen außerordentlich hoch.

Ein vollständiges Schaltbild zeigt das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel. Die Sammelschienenanlage ist wiederum mit 1 bezeichnet, die zu prüfende Strecke mit 4, der Leitungsschalter mit 3 und das Verbindungsstück zwischen Schalter 3 und Sammelschiene ι mit 2. Der Prüfschalter ist in Übereinstimmung mit der ersten Figur mit 7 bezeichnet, dementsprechend auch die Prüfwiderstände mit 8 und die Impedanzrelais mit 10. Es gibt bei dieser Anordnung, welche

dreiphasig gezeichnet ist, drei Prüfwiderstände 8 und drei Impedanzrelais 10. Die Stromspulen der Impedanzrelais sind an Stromwandler 50 angeschlossen, die in Reihe mit den Prüfwiderständen^v& liegen und für entsprechend kleine Stromstärken bemessen sind.

Die Spannungswicklungen der Impedanzrelais stehen erfindungsgemäß unter der Einwirkung zweier Spannungen, von denen die eine aus dem Spannungswandler 12 entnommen wird, dessen Primärwicklung mit der Sammelschiene >i verbunden ist. Außerdem wird in den Spannungspfad je eine zusatzliehe Spannung, die in Abhängigkeit von der Stärke der über die Widerstände 8 fließenden Ströme steht, eingefügt. Zu dem Zweck werden über Zwischenwandler 51 drei zusätzliche Spannungswandler 52 erregt. Die an den Spannungsspulen der Relais liegende Spannung entspricht dabei der geometrischen Differenz aus der Sammelschienenspannung und der über die Wandler 52 eingefügten Zusatzspannung. Diese Zusatzspannung ist so bemessen, daß sie dem Spannungsabfall des Stromes in den Prüfwiderständen entspricht. Der Leitungsschalter 3 besitzt eine Einschaltspule 53 und eine Ausschaltspule 54. Die Einschaltspule ist von der Stellung eines Hilfskontaktes 55 des Schalters 3 abhängig. Der Hilfsschalter 7 ist dreiphasig, und mit seiner Betätigungswelle sind zwei Hilfskontakte 56 und 57 verbunden, über welche eine Schließungsspule 58 und eine Öffnungsspule 59 gesteuert werden. Außerdem enthält die Anlage noch drei Zeitrelais 60, 61 und 62 mit Arbeitskontakten.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende:

Sobald infolge irgendwelcher Ursachen, beispielsweise infolge von Überstrom, der Leitungsschalter 3 geöffnet wurde, bereitet er durch seinen Hilfskontakt 55 den Erregerstromkreis der Einschaltspule 53 vor. Diese Eiasidhaltspule ¹WiTcL aber erst erregt, weim die in Reihe liegenden Kontakte der drei Impedanzrelais 10 und außerdem der Kontakt des Zeitrelais 60 geschlossen sind. Durch eine Kontaktbrücke 31 wird, sobald der Schalter 3 ausgelöst wird, der Erregerstromkreis für ein Zeitrelais 62 geschlossen. Der Stromkreis verläuft aus der Hilfsstromquelle über die unteren Gegenkontakte der Kontaktbrücke 31, die Wicklung des Zeitrelais 62, ein normalerweise geschlossenes Kontaktpaar 65, welches zugleich mit dem Hilfsschalter 7 gesteuert wird, zurück zur Hilfsstromquelle. Es beginnt also das Zeitrelais 62 zu laufen und schließt nach Ablauf der eingestellten Verzögerungszeit seinen Kontakt. Dadurch wird der Erregerstromkreis für die Schließungsspule 58

des Prüfschalters 7 vollendet, so daß die drei Hilfskontakte 7 geschlossen werden. Die Kontaktbrücken 56 und 57 werden gleichzeitig angehoben, wodurch der Stromkreis zur Erregung der Spule 58 sich selbst unterbricht. Der Schalter 7 bleibt aber in der geschlossenen Stellung.. Durch die Kontaktbrücke 57 wird der Stromkreis für die Öffnungsspule 59 dieses Hilfsschalters vorbereitet. Das Kontaktpaar 65 wird geöffnet und ein Kontaktpaar 66 wird gleichzeitig geschlossen. Die öffnung des Kontaktes 65 bewirkt die Abschaltung des Zeitrelais 62, so daß dieses in die gezeichnete Ausgangsstellung zurück-

1.5 kehrt, die Schließung des Kontaktes 66 bewirkt, daß das Zeitrelais 60 anläuft und nach Ablauf der eingestellten Zeit seinen Kontakt schließt.

Sobald der Hilfsschalter 7 geschlossen wurde, liegt die Prüfspannung am Anfang der Leitung 4, und über die Strombegrenzungswiderstände 8 fließt ein Strom, so daß die Impedanzrelais 10 das Verhältnis aus Strom und Spannung der zu prüfenden Leitung 4 feststellen. Die Impedanzrelais 10 sind so gebaut, daß sie ihre Kontakte schließen, wenn der Leitungswiderstand sehr hoch ist, daß sie aber ihre Kontakte öffnen, wenn das Verhältnis aus Spannung und Strom einen gewissen Grenzwert unterschreitet.

Wenn sich bei der Prüfung ergibt, daß die Leitungsstrecke 4 wieder fehlerfrei ist, d. h. wenn sich ergibt, daß in keiner Phasenleitung der Leitungswiderstand zu klein ist, dann sind die drei Kontakte der Impedanzrelais 10 geschlossen. Sobald dann das Zeitrelais 60 abgelaufen ist und seinen Kontakt schließt, entsteht von der Hilfsstromquelle über den Kontakt des Zeitrelais 60 und die in Reihe liegenden Kontakte der Impedanzrelais 10 ein Erregerstrom für die Einschaltspule 53 des Hauptschalters 3, weil der Hilfskontakt 55 geschlossen ist, solange der Leitungsschalter 3 geöffnet ist. In diesem Augenblick wird also der Leitungsschalter 3 wieder geschlossen. Gleichzeitig wird das Zeitrelais 61 parallel zur Einschaltspule 53 erregt, sobald das Zeitrelais 60 seinen Kontakt schließt. Der Erregerstromkreis des Relais 61 ist jedoch nicht über die Kontakte der Impedanzrelais 10 geführt, so daß also das Relais 61 auf jeden Fall nach Ablauf des Zeitrelais 60 erregt wird. Über den Kontakt des Zeitrelais 61 wird dann die Öffnungsspule 59 des Hilfsschalters 7 erregt, falls dieser Schalter noch geschlossen ist. Dadurch wird der Hilfsschalter 7 in seine normale Lage zurückgebracht. Wenn vorher bereits aus irgendwelchen Gründen der Hauptschalter 3¹ geschlossen wurde, so wird die Öffnungsspule 59 über den Hilfskontakt 31 des Ölschalters in dem Augenblick erregt, in dem der Ölschal-'ter geschlossen wird. Dadurch besitzt man die Sicherheit, daß der Schalter 7 nicht geschlossen bleibt, nachdem der Hauptschalter geschlossen ist. Das Relais 61 ist verzögert, um nicht bereits im Augenblick, in dem der Einschaltimpuls zur Einschaltspule 53 über die Kontakte der Impedanzrelais 10 erfolgt, den Schalter 7 zu öffnen, damit nicht die Impedanzrelais 10 infolge der Unterbrechung des Schalters 7 vorzeitig ihre Kontakte wieder öffnen, bevor die Einschaltspule 53 hinreichend erregt worden ist. Das Relais 62, welches die Schließung des Hilfsschalters 7 bewirkt, ist deshalb verzögert, weil man die Prüfung der Leitung 4 erst vornehmen will, wenn man Sicherheit' hat, daß die Strecke 4 auch allseitig, also auch am anderen Leitungs-'ende, abgeschaltet ist. Wenn die Strecke mit einem abhängigen Zeitselektivschutz ausgerüstet ist, muß das Zeitrelais 62 also der Laufzeit des Relais am anderen Leitungsende Rechnung tragen. Es ist auch aus dem Grunde zweckmäßig, mit dem Beginn der Leitungsprüfung nach der Öffnung des Schalters 3 eine gewisse Zeit zu warten, weil möglicherweise eine vorübergehende Störungsursache aufgetreten war, so daß die Leitung erst nach Ablauf einer gewissen Zeit wieder betriebsbereit sein kann.

Ergibt die Leitungsprüfung, daß der Fehler auf der Strecke noch besteht, dann wird die Prüfung mehrmals wiederholt. In diesem Fall wird jedesmal, nachdem der Kontakt des Zeitrelais 61 die Unterbrechung des Hilfsschalters 7 bewirkt hat, das Zeitrelais 62 von neuem eingeschaltet, da der Hilfskontakt 31 des Ölschalters und der Hilfskontakt 66 des Hilfsschalters 7 in der unteren Lage stehen. Nach Ablauf der Verzögerungszeit des Zeitrelais 62 wird dann der Schalter 7 nochmals geschlossen, so daß eine nochmalige Prüfung der Leitung 4 beginnt. Durch die Einstellung der Verzögerungszeit des Zeitrelais 62 bestimmt man die Zeitabstände, in denen die einzelnen Prüfungen aufeinanderfolgen. Das Zeitrelais 60 bestimmt dabei jedesmal die Dauer der Prüfung, welche mindestens für eine zuverlässige Einstellung der Impedanzrelais 10 ausreichend sein muß· .

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Anordnung zur Prüfung der Betriebsfähigkeit einer wiedereinzuschaltenden Wechselstromleitung, welche zwecks Prüfung über einen Strombegrenzungswiderstand an eine Prüfspannungsquelle angeschlossen wird und welche ein Wider standsrelais, welches den Leitungsscheinwiderstand oder eine Komponente des Leitungsscheinwiderstandes mißt, enthält, "da-

   durch gekennzeichnet, daß zur Erfassung der am Anfang der abgeschalteten Leitung (4) liegenden Spannung dem Spannungskreis des Widerstandsrelais (10) einerseits die Spannung der den Prüfstrom liefernden Stromquelle (12) und andererseits der Spannungsabfall im Strombegrenzungswiderstand^) zugeführt wird.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Freileitungsanlagen ein überwiegend induktiver, bei Kabelanlagen ein überwiegend Ohmscher Strombegrenzungswiderstand (8) verwendet wird.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete Strombegrenzungswiderstand (8) annähernd den gleichen Phasenwinkel hat wie die geprüfte Leitung.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß für das Widerstandsrelais ein für die Prüfstromstärke bemessener. Wandler (50) vorgesehen ist, der von dem über den Strombegrenzungswiderstand (8) fließenden Strom erregt wird (Fig. 2).

   S- Anordnung nach Anspruch 1 oder 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandsrelais (10) nach einer Auslösung eines Leitungsschalters infolge Ansprechens mehrerer Zeitrelais (61, 62) mehrere Male nacheinander in Tätigkeit gesetzt wird (Fig. 2).

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen